一种晶圆多合一测试设备的制作方法

1.本实用新型涉及晶圆检测技术领域，更具体地，涉及一种晶圆多合一测试设备。


背景技术：

2.现有常用晶圆测试中，一台测试设备通常只支持一种测试功能，集成电路测试模块(automatic test equipment，ate)、自动光学检测(automatic optic inspection，aoi)设备和光谱、色度、亮度测试设备通常都是独立分开的。这样，晶圆需要在多台测试设备上转移切换测试，晶圆与探针多次压接，增加了制造材料的耗损，还增加了人力成本和检测时间。


技术实现要素：

3.针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种晶圆多合一测试设备，在一台测试设备集成了光学测试和集成电路测试功能，节省了晶圆在测试设备间转移的时间，提升了检测效率。
4.为实现上述目的，按照本实用新型的第一个方面，提供了一种晶圆多合一测试设备，包括：
5.用于承载待测晶圆的载台和用于调节载台位置的第一运动单元，
6.用于对待测晶圆进行光学取像的光学取像模块，
7.用于对待测晶圆进行集成电路测试的集成电路测试模块，
8.压接导通组件，包括用于压接导通待测晶圆与所述集成电路测试模块的压头单元，
9.用于给待测晶圆提供点屏信号的点屏模块，
10.控制模块，所述控制模块的第一端与所述第一运动单元电连接，所述控制模块的第二端与所述压接导通组件电连接，所述控制模块的第三端与所述点屏模块电连接。
11.进一步地，所述控制模块的第四端与所述光学取像模块电连接，所述控制模块的第五端与所述集成电路测试模块电连接。
12.进一步地，晶圆多合一测试设备还包括数据处理器，所述数据处理器的第一端与所述光学取像模块电连接，所述数据处理器的第二端与所述集成电路测试模块电连接。
13.进一步地，晶圆多合一测试设备还包括滤镜轮，所述滤镜轮包括多个滤光片，所述滤镜轮被设置为所述光学取像模块对待测晶圆进行光学取像时光线经过其中一个所述滤光片后再入射到所述光学取像模块。
14.进一步地，晶圆多合一测试设备还包括用于控制所述滤镜轮位置的第二运动单元，所述控制模块的第六端与所述第二运动单元电连接。
15.进一步地，所述光学取像模块包括壳体，所述壳体上包括至少一个进光口；
16.所述壳体内设置有：
17.至少一个分束器，用于将入射光束的光束路径分成至少两个部分光束路径，
18.至少一个光谱探头，至少位于所述部分光束路径的一个中，
19.至少一个光学传感器，至少位于所述部分光束路径的一个中。
20.进一步地，每个进光口处设置有一个分束器。
21.进一步地，所述分束器位于所述光学传感器和所述进光口之间。
22.进一步地，所述光谱探头设置于所述分束器的侧方。
23.进一步地，所述光谱探头与所述光学传感器的中心点相对于所述分束器共轭布置或非共轭布置。
24.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
25.(1)在一台测试设备集成了光学取像模块和集成电路测试模块，通过压接导通组件、点屏模块、控制模块等模块的配合，实现两种测试功能间的切换，节省了晶圆在测试设备间转移的时间和人力成本，提升了检测效率，并且同时减少了晶圆与探针压接的次数，减少了晶圆损耗。
26.(2)在一个光学取像模块中集成了光谱探头和光学传感器，基于光谱探头和光学传感器可以实现不同的光学测试。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型实施例提供的晶圆多合一测试设备的部分组件示意图；
29.图2为本实用新型实施例提供的数据处理器示意图；
30.图3为本实用新型实施例提供的光学取像模块示意图。
具体实施方式
31.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
32.如图1所示，本实用新型的一种晶圆多合一测试设备，包括：载台、第一运动单元(图中未示出)、光学取像模块(101)、集成电路测试模块(图中未示出)、压接导通组件(102)、点屏模块(图中未示出)和控制模块(图中未示出)。
33.载台用于承载待测晶圆，第一运动单元用于调节载台位置，以将待测晶圆移动到预设位置。
34.光学取像模块用于对待测晶圆进行光学取像，光学取像模块获取的图像数据可以用于数据分析处理，例如根据图像数据获取外观缺陷检测结果、色度、亮度测试数据等。其具体结构可采用任意现有技术实现。
35.集成电路测试模块用于对待测晶圆进行集成电路测试，其具体结构可采用任意现有技术实现。
36.压接导通组件(102)，包括用于压接导通待测晶圆与集成电路测试模块的压头单元，当压头单元将集成电路测试模块与待测晶圆导通后，就可以进行集成电路测试。压接导通组件可以为探针卡。
37.点屏模块用于给待测晶圆提供点屏信号。电平信号被控制模块所控制，可以实现不同点屏信号的切换。在进行集成电路测试时，先控制点屏模块给晶圆提供对应的点屏信号，然后进行光学取像时，再切换成光学取像所需的点屏信号。
38.控制模块的第一端与第一运动单元电连接，控制第一运动单元带动载台运动，调节晶圆位置，控制模块的第二端与压接导通组件电连接，控制压接导通组件的导通和断开操作，控制模块的第三端与点屏模块电连接，控制点屏信号的切换。
39.进一步地，控制模块的第四端与光学取像模块电连接，控制模块的第五端与集成电路测试模块电连接，分别用于控制光学取像模块和集成电路测试模块。
40.进一步地，晶圆多合一测试设备还包括滤镜轮(103)，滤镜轮包括多个滤光片，滤镜轮被设置为光学取像模块对待测晶圆进行光学取像时光线经过其中一个滤光片后再入射到光学取像模块。
41.进一步地，晶圆多合一测试设备还包括用于控制滤镜轮位置的第二运动单元，控制模块的第六端与第二运动单元电连接，以控制第二运动单元的运动，从而实现滤光片的切换。
42.进一步地，如图2所示，晶圆多合一测试设备还包括数据处理器，数据处理器的第一端与光学取像模块电连接，获取光学取像模块的数据，例如aoi测量数据、其他光学检测数据。处理器的第二端与集成电路测试模块电连接，获取集成电路测试。
43.上述晶圆多合一测试设备的工作原理为：1、控制模块通过控制第一运动单元，带动待测晶圆上的晶粒到达预设位置后，控制压接导通组件将待测晶圆与集成电路测试模块压接导通，压接完成后根据不同测试需求控制点屏模块的点屏信号。2、集成电路测试模块进行集成电路测试，获取被测晶粒的集成电路测试数据。3、在集成电路测试完成后，控制点屏模块切换为光学取像所需点屏信号，获取光学图像数据，例如aoi图像与其他光学测量图像，aoi图像可用于输出aoi结果，其他光学测量图像可用于输出被测晶粒的色度、亮度等结果。4、数据处理器在完成各项测试后获取和分析各项测试数据，还可以整合几类结果数据进行本地保存与结果上报。在完成测试当前晶粒后切换下一个晶粒，最终完成整个晶圆的检测，然后再切换到下一个晶圆进行下一次检测。
44.上述实施例的测试设备集成了光学取像模块和集成电路测试模块，通过压接导通组件、点屏模块、控制模块等模块的配合，实现几种测试功能间的切换，节省了晶圆在测试设备间转移的时间和人力成本，提升了检测效率，并且同时减少了晶圆与探针压接的次数，减少了晶圆损耗。
45.进一步地，如图3所示，光学取像模块其包括壳体1，壳体1上包括一个进光口2；壳体1内设置有一个分束器3，用于将入射光束6的光束路径分成两个部分光束路径7，一个部分光束路径7与入射光束6同轴布置，另一个部分光束路径7与入射光束6垂直布置；与入射光束6同轴布置的部分光束路径7上设置有一个光谱探头4，与入射光束6垂直布置的部分光束路径7上设置有一个光学传感器5。
46.在本实用新型的一种优选实施方案中，分束器3位于光学传感器5和进光口2之间。
47.在本实用新型的一种优选实施方案中，光谱探头4设置于分束器3的侧方。
48.在本实用新型的一种优选实施方案中，如图1所示，壳体1内外设置有光谱处理模块10，光谱处理模块10与光谱探头4直接连接，即光谱处理模块10 光谱探头4＝光谱仪，此种情况适用于大尺寸相机，从而可以将光谱仪直接集成于相机壳体内。
49.在本实用新型的一种优选实施方案中，壳体1外设置有光谱处理模块10，光谱处理模块10与光谱探头4通过光线连接，此种情况适用于小尺寸相机，相机壳体内的空间不足以存放光谱仪，故可以用光线将光谱探头4的信号引出至外置光谱仪。
50.在本实用新型的一种优选实施方案中，光谱探头4与光学传感器5的中心点相对于分束器3共轭布置，光谱探头4不一定与芯片中心点共轭，也可以放置于其他视野的共轭点，这样就可以实现对视野内的任意一点进行光谱测量。
51.在本实用新型的一种优选实施方案中，光学传感器5包括但不限于黑白相机传感器芯片、彩色相机传感器芯片。
52.在本实用新型的一种优选实施方案中，光学传感器5连接外部计算机。
53.在本实用新型的一种优选实施方案中，进光口2处设置有镜头8。
54.在本实用新型的一种优选实施方案中，分束器3包括分束镜或平板分束镜。
55.在本实用新型的一种优选实施方案中，分束器3的分光比例包括1：9或2：8或3：7或4：6或5：5。
56.在本实用新型的一种优选实施方案中，壳体1上可以设置多个进光口2，每个进光口2对应设置有一个分束器3。
57.在本实用新型的一种优选实施方案中，光谱探头4可以为一个，也可以并排布置的多个，根据显示产品待测点的需要选取。
58.在本实用新型的一种优选实施方案中，光谱探头4可以为光谱探头。
59.上述实施例中，光学取像模块的工作原理如下：
60.待测产品9发出的入射光束6通过镜头8成像收集后，一部分光线入射到光学传感器5上，对产品进行成像，从而能够基于计算机对待测产品9进行缺陷检测或其他分析；另外一部分光线被反射到光谱探头4的光谱探头上，其中光谱探头的前端点，即对待测产品9的物表面发出的光进行收集，输出到内置或外置光谱处理模块10中，实现光谱测量的功能。
61.上述实施例中，在一个光学取像模块中集成了光谱探头和光学传感器，基于光谱探头和光学传感器可以实现不同的光学测试。总体上，可用于实现三合一测试：(1)晶圆aoi测试；(2)光谱、色度、亮度测试；(3)集成电路测试。
62.以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本实用新型旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。
63.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。